Research and Design of DTC System Based on Six-phase Asymmetrical BLDCM

In this paper,the torque ripple problem of six-phase asymmetrical brushless DC motor(BLDCM)is studied.First,the basic structure of BLDCM is introduced,and the operation principle of six-phase asymmetrical BLDCM that is studied in the thesis is expounded.Then,the principle of direct torque control(DTC)system of BLDCM is also discussed,and the improved system is proposed,including using the torque hysteresis loop and opening current hysteresis loop,and choosing the improved voltage vector to make the PWM-ON-PWM modulation.Finally,the DTC system simulation model is built,and the system is also tested by the experiment.According to the results of experiment and simulation,the DTC system designed in this thesis can control the six-phase asymmetrical BLDCM stably and reliably,and the problem of high frequency and torque ripple is solved well.

基于自适应反步法的直驱式泵控液压系统控制策略

在闭式泵控伺服系统位置输出控制过程中,会出现非对称缸建模难、参数不确定性和控制算法调试困难等问题,为此,提出了一种自适应反步法控制策略(控制器),并采用半实物仿真平台对其可行性进行了验证。首先,推导了考虑单向阀和溢流阀的直驱式泵控非对称缸液压系统的数学模型;其次,采取引入向量的方式,将数学模型变成了严格反馈形式,以此设计了新的自适应反步法控制器,解决了参数不确定问题;最后,在Linux+Preempt-RT半实物仿真平台下,完成了直驱式泵控非对称缸位置系统自适应反步法控制的阶跃信号、正弦信号和加入时变负载的正弦信号试验,并将其控制结果与传统PID控制结果进行了对比分析。研究结果表明:采用自适应反步法的控制器的稳态精度可以达到±3.98 mm,相比PID的控制精度提高了53.6%;同时,在系统位置控制过程中,采用参数自适应律对系统的不确定性参数进行实时调整估计,可以呈现出良好的自适应动态逼近过程。该自适应反步法控制策略具有良好的跟踪性能和鲁棒性。

压力机用泵控变载输出回路系统动态特性分析

为了提高变载输出回路系统位置控制精度,设计了非对称泵控变载输出回路系统。该系统将非对称泵与差动缸进回油流量匹配,实现对执行机构速度或位置控制,并基于AMESim平台展开仿真分析。研究结果表明,空载下,泵控变载输出回路系统在1台泵条件下调节差动缸运行状态,响应速度快;加载下,差动缸位移快速响应,流量与压力发生缓慢变化,具有优良的动态性能。非对称柱塞泵平衡了差动缸的不平衡流量,具有很好发展前景。

基于Hexverter的AC/AC系统交流不对称故障控制策略研究

六边形模块化多电平换流器(hexagonal modular multilevel converter,Hexverter)作为一种新型的AC/AC功率变换器,在未来海上风电场并网及低频输电技术中有着广阔的应用前景。为了解决Hexverter在电力系统不对称故障工况的稳定运行,文章首先对Hexverter的拓扑结构和工作原理简要介绍,并对其支路电流、支路功率进行分析。然后,研究其AC/AC系统交流侧不对称故障工况下的控制策略,基于理论推导部分得出的Hexverter六个支路间功率分布的规律(即不相邻的三个支路功率分别相等的特征),设计了子模块电容电压均衡控制方法,共包含两部分控制,分别为六个支路间子模块电容电压均衡控制和每个支路内部n个子模块电容电压之间的均衡控制。考虑到支路电流含有两侧交流系统不同频率成分,基于比例谐振控制器,提出了一种对支路电流直接进行控制的方法。最后,通过算例中稳态工况与故障工况研究分别对其工作原理和文中所提出的控制策略有效性进行验证。结果表明,在二次侧交流系统发生BC相短路故障期间,整个系统保持稳定运行,各个子模块电压始终保持均衡,仿真结果验证了文中所提控制策略的有效性。

三相四桥臂逆变器控制技术研究

三相四桥臂逆变器可以解决不平衡负载引起输出电压不平衡的问题。采用开环控制或传统同步旋转坐标系PI控制时,三相四桥臂逆变器输出电压仍存在不平衡现象。为了揭示其原因,首先建立了三相四桥臂逆变器数学模型,在此基础上分析了三相四桥臂逆变器输出电压不平衡的根本原因,并提出相应的解决方案。该方案有效地抑制了不平衡负载电流扰动对输出电压的影响,保证了三相四桥臂逆变器在不平衡负载情况下输出三相对称正弦电压。最后在Matlab/Simulink环境下对空载、平衡负载、不平衡负载三种情况下系统开环和闭环控制进行了仿真研究,仿真结果验证了该解决方案的正确性。

基于电流注入法的非对称短路开断试验(T100a)TRV参数计算与研究

高压交流断路器开断电力系统中的非对称短路故障时,由于短路电流是交流分量和直流分量的叠加,导致最后电流熄弧半波为大半波或小半波,电流过零熄弧点电源电压偏离峰值,暂态恢复电压(TRV)峰值将低于断路器开断对称短路故障情况下的数值。通过电流零点的对称短路故障(T100s)和非对称短路故障(T100a)的电流表达式,应用电流注入法原理,得出以T100s的TRV参考电压为基础,T100a的TRV参考电压的修正系数,以此来获得T100a在大、小半波开断时的TRV参考电压。研究内容为大容量试验站进行T100a试验时,评定TRV参数是否满足标准要求的范围,为试验时TRV调频装置L、R、C元件参数的调整提供了理论依据。

采用正弦幅值积分器的单同步参考坐标系同步信号检测方法

三相并网变流器的控制需要提取电网电压同步信号,实现正、负序分量的分离。在电网电压不对称工况下,由于电压负序分量的影响,传统的单同步参考坐标系锁相环(SRF-PLL)性能受到影响。本文通过对不对称工况下SRF-PLL的性能分析,提出了一种基于正弦幅值积分器锁相环(SAI-PLL)的单同步参考坐标系正、负序分量分离方法。该方法利用正弦幅值积分器(SAI)消除了基波负序分量对正序分量提取的影响,并可同时实现负序分量的提取。详细介绍了SAI-PLL方法的工作原理,并建立了数学模型,讨论了相关参数的选取。与其他方法进行了比较,结果表明本文提出的方法在性能上具有一定的优势。仿真和实验结果均表明,所提出的方法能够消除电网不对称/畸变工况对同步检测的影响,准确快速地提取电网同步信号。

基于模型参考自适应算法的三相锁相环系统

针对电网不对称故障下的锁相问题,提出了基于模型参考自适应算法的三相锁相环系统。在建立三相电压系统动态模型的基础上,设计了具有频率自适应的状态观测器,采用李雅普诺夫稳定性理论设计了频率估计自适应率,使系统具有全局稳定性,在对系统合理简化的基础上,设计了自适应系统中的关键参数,满足了系统对动态性能的要求。系统能在不对称条件下对电网中正、负序分量进行快速、精确估计,从而达到对包括正序相位在内的电网电压属性锁定的目的。由于采用了自适应思想,系统对电网电压不对称突变、频率波动具有很强的鲁棒性。仿真和实验结果验证了算法的可行性。

不对称信息下零售商主导的闭环供应链协作机制

利用博弈论中的相关原理,研究了由零售商主导的闭环供应链在制造商再制造成本为不对称信息时的运作及协调问题,并与对称信息下的协作机制进行了比较。研究表明:在对称信息和不对称信息下,零售商都可以通过提供特许经营费的方式达到协作目的并获取超额利润。在不对称信息下,再制造节约成本高的制造商将获得信息优势和更高利润,协调机制可以达到对称信息下同样的零售价、回收率和总利润。最后用算例验证了以上结论。

不对称信息下闭环供应链的定价策略

应用博弈理论,研究由单一制造商和单一零售商构成的闭环供应链系统中各成员的定价策略,分析在制造商为领导者,但零售商具有私人回收成本的情况下零售商的谎报行为,给出了信息不对称情况下双方的定价策略,将其与对称信息下的相应定价策略进行了比较,分析了零售商的谎报行为对闭环供应链各成员利润的影响。

基于传递矩阵法的振动压实系统动力学分析

振动压实系统在工作过程中,物料受到压实作用而发生弹塑性形变,因而该系统的弹性回复力与位移关系呈现非线性与滞后性.为研究振动压实系统的动力学问题,建立了带有分段曲线不对称滞回环的二自由度系统模型,采用传递矩阵法求解该模型,对该模型中各单元的状态进行相关的数学描述,同时利用仿真软件对数据进行分析,得到的数据与传递矩阵方程的计算结果基本吻合.这表明所提出振动压实系统的传递矩阵模型接近实际情况,对相关系统的动力学分析具有参考价值.

具有非对称磁滞回线的钴基非晶带局域晶化表征的研究

热磁处理后的钴基非晶薄带的磁滞回线具有不对称的特性。这种非对称的磁滞回线特性可以在室温下获得。对该现象的影响因素进行了实验观测和简单的唯象解释,认为热磁处理的非晶薄带基体内形成的磁性偏硬的结晶相是促成这种奇异现象产生的重要因素之一。首先经过系列试验找到一种稳定而可行的热磁处理方法,然后重点讨论经热磁处理的钴基非晶带中微晶相结构特征与热磁条件之间的依赖关系,以获取有潜在实用价值的回线偏置型软磁材料。

基于单相锁相环的高压直流分相触发相位控制

触发相位控制是高压直流系统控制的基础。换流器触发相位控制方式对高压直流性能的影响尤以不对称故障工况下为甚。针对传统分相触发中过零点检测抗干扰性差以及等间隔触发控制自由度低等缺点,提出一种新的基于单相锁相环的分相触发方案,该触发方式的锁相过程对谐波和负序电压干扰具有较强的抑制能力,能够在三相不对称工况下获得更详细的电压相位信息,减小此时各阀实际触发角的差异。最后,利用PSCAD/EMTDC对所提分相触发方式下高压直流稳态和暂态性能进行了仿真测试和分析,结果表明新分相触发对系统稳态性能无不利影响,并可有效降低交流故障恢复过程发生后续换相失败的概率,验证了该分相触发方式的优越性。

不对称信息下闭环供应链的合作机制分析

利用博弈论中的委托代理理论和显示原理,在回收固定投资的规模参数信息不对称下,研究了闭环供应链的合作机制,并与对称信息下的合作机制进行了比较,最后通过算例进行了分析。研究结果表明,在对称信息和不对称信息下,制造商都可以通过向零售商收取与制造成本相同的批发价和一定的特许经营费达到合作目的,但在对称信息下制造商索取全部合作后的超额利润,零售商只获得分散化决策下的利润,在不对称信息下,有信息优势的零售商可获得更多的利润。

基于双二阶广义积分锁频环的光伏并网发电系统仿真研究

电网不对称故障时,光伏发电系统中的负序分量和谐波分量会影响并网逆变器中的锁相环及控制算法。文章提出一种具有自适应滤波的双二阶广义积分锁频环技术,用于电网电压和并网电流正负序分量的提取以及电网电压同步信号的检测,并将该技术引入到正负序双电流环控制策略,通过优化不平衡控制策略中锁相环的方法,提升光伏并网逆变器整个控制系统应对电网不对称故障的能力。通过Matlab/Simulink软件平台搭建基于DSOGI-FLL锁频环的光伏并网发电系统模型并进行了仿真研究,结果表明,文章控制策略在电网不对称故障时有助于消除有功功率的2倍频波动以及抑制并网电流中的谐波分量。

不对称信息理论与非线性鲁棒控制算法

针对非线性船舶航向保持系统,通过设计其精确反馈线性化控制器,给出一种物理意义更明显的解释,即非线性精确反馈线性化控制器由非线性函数项和常规线性控制器组成.将简化的精确反馈线性化法与闭环增益成形算法相结合,设计其非线性鲁棒控制器,增加了信息的传递量,在提高系统鲁棒性能的基础上,使该算法成为实际工程上可用的算法.仿真结果表明,当信息传递充分时,航向保持效果良好.

级联双极型大容量电池储能系统及其控制策略

针对多储能单元级联的高电压、大容量应用场合,提出一种级联双级型电池储能系统。该系统由AC/DC与DC/DC两级变换器构成,且均采用模块化多电平级联结构,具有结构紧凑、可靠性高、能量控制简单等优点。建立该系统的数学模型并分析其工作原理及约束条件,设计了多电池组荷电状态(SOC)均衡策略,有效解决了电池过充或过放的问题;针对储能系统在不对称运行条件下直流电流波动过大的问题,提出一种直流波动抑制的前馈控制策略。最后,基于RTDS对该系统及控制策略进行数字-物理闭环仿真,验证了系统结构和控制策略的有效性。

基于半导体光放大器的双端口全光光开关

提出了一种基于半导体光放大器(SOA)的双端口全光光开关.这种开关以一个平行排列3×3耦合器作为其核心元件,具有类似于非线性光学环路镜(NOLM)和T比特光学非对称解复用器(TOAD)的结构.由于这种光开关是基于SOA的,所以它结构紧凑,易于集成,而且需要很小的控制光功率(几个mW).这种光开关具有两个开关端口,满足了一些特殊应用场合的需要.论文中给出了双端口全光开关的单脉冲2.5Gb/s开关实验结果.实验结果表明,这种开关可以实现两个端口的开关光信号同时输出,开关消光比达到了20dB以上.

回线偏移型钴基非晶带热磁处理中微结构的变化

钴基非晶薄带经热磁处理后,磁滞回线呈不对称特性,这种特性可以在室温下获得。我们前期的研究工作着重于该现象的实验观测和简单的唯象解释。本文通过XRD、HRTEM等测试手段研究了热磁处理过程中薄带微结构的变化。研究了不同热处理条件对钴基非晶薄带磁滞回线特征的影响,并分析了发生回线偏移行为样品的微结构特征。认识到热磁处理生成的适宜微晶相是导致非晶薄带磁滞回线发生偏移的主要因素。

基于开环谐振器和非对称耦合线的三通带带通滤波器设计

利用枝节加载开环多模谐振器和非对称耦合线,设计了一种紧凑型三通带带通滤波器.该多模谐振器在通带内能产生3个奇模和3个偶模.运用奇偶模理论对该谐振器的特性进行分析,其通带边缘的多个传输零点,可显著提高滤波器的选择性和阻带特性,且通过调节非对称耦合线位置,还可以实现对传输零点的有效调控.该滤波器可应用于全球移动通信系统GSM、全球定位系统和数字蜂窝系统DCS.